《Cell Death & Disease》:Simvastatin inhibits PD-L1 via ILF3 to induce ferroptosis in gastric cancer cells
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胃癌治疗面临挑战,免疫治疗至关重要。山东大学齐鲁医院研究人员开展关于 Simvastatin 对胃癌细胞作用的研究,发现其可降低血清 ILF3 和 PD-L1 水平,诱导癌细胞铁死亡(Ferroptosis),增强免疫反应,为胃癌免疫联合治疗提供理论依据。
胃癌是全球范围内常见且致命的恶性肿瘤,尽管当前采用了以手术为主,化疗、免疫治疗为辅的综合治疗策略,但晚期胃癌患者的五年生存率仍低于 30%。化疗耐药、复发和远处转移成为治疗失败的主要因素,因此探寻新的诊断和治疗机制及靶点迫在眉睫。在这样的背景下,山东大学齐鲁医院的研究人员开展了一项意义重大的研究,相关成果发表在《Cell Death and Disease》杂志上。
研究人员为了深入探究 Simvastatin (一种他汀类药物)在胃癌治疗中的作用机制,进行了一系列实验。在技术方法上,研究人员收集了山东大学齐鲁医院 2017 年 1 月至 2019 年 12 月胃癌患者的临床样本,包括血清、癌组织和癌旁组织。同时使用了多种细胞系,如胃癌细胞系(Ncl-N87 和 HGC-27)、小鼠前胃癌细胞系(MFC)和人胚肾细胞系(HEK293T)进行体外实验。通过转染小干扰 RNA(siRNAs)和过表达质粒,改变基因表达水平。运用蛋白质免疫印迹法(Western blotting,WB)检测蛋白表达,实时荧光定量聚合酶链反应(qRT-PCR)检测 RNA 水平,免疫组化(IHC)染色分析蛋白表达定位和水平。此外,还进行了动物实验,构建裸鼠和 615 小鼠皮下肿瘤模型,以研究药物在体内的作用效果 。
研究结果部分:
Statins 靶向 ILF3 提高胃癌患者化疗敏感性 :研究人员将接受术前新辅助化疗的胃癌患者分为使用和未使用 Statins 两组,通过肿瘤退缩分级(TRG)系统评估发现,使用 Statins 组肿瘤退缩更明显,对化疗更敏感。该组血清 ILF3 水平显著降低,且 ILF3 高表达与患者较差的总生存期(OS)和无进展生存期(PPS)相关1 2 。
ILF3 抑制 PD-L1 表达并增强活化 CD8? T 细胞对胃癌细胞的杀伤作用 :依据患者是否使用 Statins 以及 ILF3 和 PD-L1 的表达水平分组,结果显示使用 Statins 组、低 ILF3 和低 PD-L1 表达组肿瘤退缩更显著。ILF3 与 PD-L1 表达呈正相关,敲低 ILF3 可减少 PD-L1 分泌,增强活化 CD8? T 细胞对胃癌细胞的杀伤作用3 4 。
Simvastatin 抑制 ILF3 表达并诱导胃癌细胞铁死亡 :Simvastatin 能浓度依赖性抑制 ILF3 表达,诱导胃癌细胞死亡。与铁死亡抑制剂 Ferrostatin-1(Ferr-1)共刺激可显著提高细胞活性,表明 Simvastatin 可诱导铁死亡。同时,敲低 ILF3 或使用 Simvastatin 刺激会降低 SLC7A11 和 GPX4 的表达,引发细胞内铁离子(Fe2?)、活性氧(ROS)和丙二醛(MDA)水平升高,谷胱甘肽(GSH)/ 氧化型谷胱甘肽(GSSG)比值降低等铁死亡相关变化5 6 。
Simvastatin 通过抑制 PD-L1 表达影响活化 CD8? T 细胞对胃癌细胞的杀伤作用 :Simvastatin 浓度依赖性抑制胃癌细胞中 PD-L1 蛋白表达。过表达 PD-L1 会减弱 Simvastatin 诱导的活化 CD8? T 细胞对胃癌细胞的杀伤作用,同时改变细胞内铁死亡相关指标,如 GSH/GSSG 比值、MDA 水平、ROS 水平、Fe2?水平和脂质过氧化(LPO)水平等7 8 。
Simvastatin 通过降低 H3K14ac 水平抑制 ILF3 表达 :通过预测发现 Simvastatin 可能靶向 HDAC1、HDAC2 和 HDAC6,进而抑制 ILF3 表达。实验表明,Simvastatin 可使 HDAC6 表达增加,降低 ILF3 的 H3K14 位点乙酰化水平,从而抑制 ILF3 表达9 10 。
ILF3 通过 DEPTOR/mTOR 信号通路调节 PD-L1 表达和铁死亡 :通过 KEGG 富集分析发现 ILF3 调节 mTOR 信号通路,双荧光素酶报告实验证实 ILF3 与 DEPTOR 启动子区域结合,调节其转录。敲低 ILF3 会使 DEPTOR 蛋白水平增加,p-mTOR 蛋白水平降低,影响 PD-L1、SLC7A11 和 GPX4 的表达,进而调控铁死亡和免疫逃逸11 12 。
Simvastatin 通过抑制 ILF3 表达诱导裸鼠胃癌细胞铁死亡 :构建稳定表达 ILF3 的胃癌细胞系并接种到裸鼠体内,结果显示抑制 ILF3 和使用 Simvastatin 可有效抑制皮下肿瘤的增殖和重量。同时,ILF3 敲低和 Simvastatin 刺激会降低 ILF3 和 PD-L1 蛋白水平,增加 4-HNE 表达,表明诱导了铁死亡13 14 。
Simvastatin 与抗 PD-L1 疗法协同在 615 小鼠中发挥治疗作用 :构建稳定表达 ILF3 的 MFC 细胞系并接种到 615 小鼠体内,发现高表达 ILF3 促进肿瘤生长,Simvastatin 与抗 PD-L1 联合使用可显著降低肿瘤负担。IHC 染色显示 Simvastatin 与抗 PD-L1 疗法具有协同作用,可促进 CD8? T 细胞浸润,上调 4-HNE 表达,诱导铁死亡15 16 。
在结论与讨论部分,研究表明 Simvastatin 通过增加 HDAC6 表达,降低 ILF3 在 H3K14 位点的乙酰化水平,从而下调 ILF3 表达。ILF3 下调通过 DEPTOR/mTOR 信号通路降低 SLC7A11/GPX4 表达,诱导铁死亡。同时,ILF3 抑制 PD-L1 表达,促进 CD8? T 细胞的招募和杀伤活性,增强抗肿瘤免疫反应。这一研究揭示了 Simvastatin 在胃癌免疫治疗中的重要作用,为胃癌的联合免疫治疗提供了新的理论依据和潜在治疗策略,有望改善胃癌患者的预后 。
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